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一、企業(yè)智能制造發(fā)展方向與趨勢

智能制造的載體是制造系統(tǒng)，制造系統(tǒng)從微觀到宏觀有不同的層次，主要包括制造裝備、制造單元、制造車間（工廠）、制造企業(yè)和企業(yè)生態(tài)等。隨著智能制造的深入推進，未來智能制造將向以下五個方向發(fā)展。

（一）制造裝備由自動化向智能化轉(zhuǎn)變

制造裝備是智能制造的基礎(chǔ)，新一代信息技術(shù)成為智能裝備創(chuàng)新升級的重要動力源，制造裝備將通過智能感知技術(shù)、軟件系統(tǒng)、人工智能（AI）等信息獲取、處理、傳輸、融合等各方面的先進技術(shù)手段應(yīng)用，實現(xiàn)“感知－分析－決策－執(zhí)行與反饋”閉環(huán)制造。隨著人機協(xié)同機器人、虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）、智能可穿戴設(shè)備的發(fā)展，未來人與制造裝備將融合在制造系統(tǒng)中，形成“人機一體”。

（二）制造單元由非標準化向標準化轉(zhuǎn)變

智能制造的核心主體是制造單元。制造單元由制造裝備、傳感系統(tǒng)、儀器儀表、嵌入式系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、人機交互等設(shè)備組成，隨著智能制造系統(tǒng)的推進應(yīng)用，各個設(shè)備模塊間的匹配、制造單元之間的匹配都將涉及相互之間的信息聯(lián)系。制造單元設(shè)備間的接口規(guī)范、通信協(xié)議、語言規(guī)范、性能要求等方面將成為智能制造標準體系的基礎(chǔ)內(nèi)容，國內(nèi)外智能制造技術(shù)標準的對接，將最終實現(xiàn)智能制造體系的標準化。

（三）制造車間由單一化向柔性化轉(zhuǎn)變

智能制造將打破批量化單一產(chǎn)品生產(chǎn)模式，建立由統(tǒng)一的信息控制系統(tǒng)、物料儲運系統(tǒng)和智能控制加工設(shè)備組成，能適應(yīng)加工對象變換的自動化柔性制造系統(tǒng)。同時，將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、信息物理系統(tǒng)（CPS）等智能技術(shù)和管理手段引入到制造車間，實現(xiàn)生產(chǎn)資源最優(yōu)化配置、生產(chǎn)任務(wù)和物流實時優(yōu)化調(diào)度、生產(chǎn)過程精細化管理和智慧科學(xué)管理決策。

（四）制造企業(yè)由線下向云端化轉(zhuǎn)變

企業(yè)是智能制造的實施主體，智能制造將推動企業(yè)生產(chǎn)運營云端化，企業(yè)將圍繞客戶需求，以產(chǎn)品為核心，細分生產(chǎn)環(huán)節(jié)，建立“工業(yè)智慧云”，將產(chǎn)品訂單、設(shè)計研發(fā)、供應(yīng)鏈管理、采購服務(wù)、生產(chǎn)制造、銷售服務(wù)、售后跟蹤等流程融合在云平臺上，通過云平臺采集產(chǎn)品運行和用戶習(xí)慣等數(shù)據(jù)，建模分析， 優(yōu)化企業(yè)資源配置，隨時隨地將資 源與能力按需進行分配，同時實現(xiàn) 云服務(wù)平臺的增值。

（五）制造體系由相對封閉向 生態(tài)協(xié)同化轉(zhuǎn)變

智能制造將打破現(xiàn)有用戶與制 造企業(yè)的信息關(guān)系不對稱、產(chǎn)業(yè)鏈 上下游的協(xié)作關(guān)系不暢通等瓶頸， 通過信息數(shù)據(jù)的共享協(xié)作，采用并 行工程，實現(xiàn)異地的設(shè)計、研發(fā)、 測試、人力等資源的有效協(xié)調(diào) ；實 現(xiàn)跨地區(qū)、跨界企業(yè)組織架構(gòu)的敏 捷響應(yīng)和動態(tài)重組，縮短產(chǎn)品供應(yīng)周期。通過虛擬化、服務(wù)化和協(xié)同化，匯聚分布異構(gòu)的制造資源和制造能力，在制造全生命周期的各個階段，根據(jù)用戶的需求，實現(xiàn)及時低成本的服務(wù)，實現(xiàn)資源的高質(zhì)高效的對接。

二、智能制造引領(lǐng)制造業(yè)變革方向與趨勢

智能制造是一種新的生產(chǎn)方式，在自身不斷發(fā)展的同時，將為制造業(yè)發(fā)展帶來以下九個方向的變革。

（一）大規(guī)模、多層次的需求將不斷被創(chuàng)造

首先，各行業(yè)巨大市場，將為企業(yè)新技術(shù)的孕育提供所必需的規(guī)模門檻。其次，需求差異化將提供多樣化使用場景，可用于不同的技術(shù)產(chǎn)品和升級路徑。第三，由于市場需求差異大，技術(shù)創(chuàng)新和擴散在行業(yè)都要經(jīng)歷一個過程，企業(yè)將面對接力式的需求浪潮。未來在家電、3C（計算機、通信和消費類電子產(chǎn)品三者結(jié)合）、紡織、服裝等行業(yè)，產(chǎn)品的個性化來源于客戶的多樣化與動態(tài)變化的定制需求，企業(yè)提供個性化產(chǎn)品的能力將被激發(fā)出來。智能制造幫助企業(yè)可以從在線訂單、快速設(shè)計、柔性制造等多個方面為個性化產(chǎn)品的快速推出提供制造系統(tǒng)支持。因此，越來越多的大規(guī)模、多層次的小批量個性化定制需求將被創(chuàng)造出來，同時得到滿足。

（二）復(fù)雜產(chǎn)品的高品質(zhì)制造將成為可能

在航空航天、船舶海工、汽車等行業(yè)，存在許多結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工質(zhì)量要求非常高的零件。傳統(tǒng)的加工方式容易造成加工變形、產(chǎn)品質(zhì)量一致性、可靠性和穩(wěn)定性難以掌控的問題。采用智能制造將通過智能裝備制造復(fù)雜、難加工產(chǎn)品，智能裝備將適時反饋產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的技術(shù)參數(shù)和狀態(tài)，對產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性適時追溯 ；同時消除工人在生產(chǎn)過程中的技術(shù)水平和工作態(tài)度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，從而最終實現(xiàn)對產(chǎn)品的高品質(zhì)制造。

（三）高效、可持續(xù)將成制造體系的核心競爭力

化工、鋼鐵、鍛造等流程行業(yè)，汽車、電力裝備等離散制造行業(yè)都對節(jié)能降耗有著迫切的需求。高效生產(chǎn)、能源高效利用是未來制造業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。智能制造將有力地支持高效可持續(xù)制造。首先，通過傳感器信息采集等手段實時掌握能源利用情況 ；其次，通過能耗和效率的綜合智能優(yōu)化，獲得最佳的生產(chǎn)方案并進行能源的綜合調(diào)度，提高能源的利用效率 ；最后，通過改變生產(chǎn)的地域和組織方式、綜合電力系統(tǒng)應(yīng)用等途徑，變化制造生態(tài)環(huán)境，進一步從大系統(tǒng)層面實現(xiàn)節(jié)能降耗。智能制造將整合產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)、制造生態(tài)系統(tǒng)、全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)系統(tǒng)，通過對供需環(huán)節(jié)、研發(fā)環(huán)節(jié)、制造環(huán)節(jié)、服務(wù)環(huán)節(jié)的優(yōu)化整合，構(gòu)建制造體系的智能化生態(tài)系統(tǒng)，縮短產(chǎn)品全生命流程、有效提高資源的利用效率，實現(xiàn)制造體系的綠色化發(fā)展。

（四）產(chǎn)品價值鏈的延伸拓展將成為新的動力

產(chǎn)品的價值體現(xiàn)在“研發(fā)－制造－服務(wù)”的產(chǎn)品生命周期的每一個環(huán)節(jié)，根據(jù)“微笑曲線”理論，制造過程的利潤相對較低，而研發(fā)和服務(wù)階段的利潤相對較高，智能制造將為企業(yè)拓展價值空間。一是通過產(chǎn)品智能化升級和產(chǎn)品智能設(shè)計，實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新，提升產(chǎn)品價值；二是通過產(chǎn)品個性化定制、產(chǎn)品使用過程的在線實時監(jiān)測、遠程故障診斷等智能服務(wù)手段，創(chuàng)造新價值，拓展價值鏈。

（五）以服務(wù)型制造為代表的新興業(yè)態(tài)將被大量催生

在智能制造新模式下，智能制造系統(tǒng)將演變?yōu)樨撦d的“大系統(tǒng)”，其結(jié)構(gòu)更加動態(tài)，企業(yè)間的協(xié)同關(guān)系更為分散，企業(yè)間的邊界也將變得模糊，而“制造生態(tài)系統(tǒng)”則更加清晰和重要。智能制造在發(fā)展的同時將催生個性化定制、異地協(xié)同開發(fā)、云制造等以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、3D 打印等新技術(shù)的應(yīng)用為前提的新制造模式。圍繞泛在化的智能產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)、智能制造環(huán)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)等，服務(wù)將以各種形式融入到制造業(yè)研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理、銷售運維等環(huán)節(jié)，有價值創(chuàng)造的可能就有服務(wù)形態(tài)的出現(xiàn)。

（六）新型制造業(yè)競爭價值網(wǎng)絡(luò)將被構(gòu)建

智能制造將助推制造業(yè)降低企業(yè)各種交易成本、管理成本和資源利用成本。通過整合資源，以開放、共享、互利、對等、協(xié)作的方式，與合作伙伴形成利益共享的價值共同體。價值網(wǎng)絡(luò)提供了獲取信息、資源、市場、技術(shù)的新機制，這些因素交織在一起，相互作用，不僅增強了商業(yè)環(huán)境的不確定性、未來的不可預(yù)測性、商業(yè)系統(tǒng)的復(fù)雜性，更導(dǎo)致了破壞性的、大規(guī)模的商業(yè)力量的轉(zhuǎn)移，將重新構(gòu)建制造競爭價值網(wǎng)絡(luò)體系。

（七）創(chuàng)新模式與產(chǎn)融互動將更具開放性

大規(guī)模、多樣化的個性化需求被創(chuàng)造出來的新經(jīng)濟模式下，供應(yīng)商、合作伙伴等利益相關(guān)者也越來越多地參與企業(yè)的價值創(chuàng)造活動。眾包或者群體創(chuàng)造將以開放的平臺，聚合用戶、供應(yīng)商、合作伙伴以及員工的智慧，發(fā)揮企業(yè)內(nèi)部和外部群體創(chuàng)造的力量，不同的思想和智慧相互碰撞，迸發(fā)出工業(yè)經(jīng)濟時代無法想象的力量。與此同時，創(chuàng)新模式將引來資本的關(guān)注，未來制造業(yè)將產(chǎn)生大量并購和整合，在這一進程中，產(chǎn)業(yè)集中、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、規(guī)模經(jīng)濟和范圍經(jīng)濟的效率提升等產(chǎn)業(yè)效應(yīng)日益彰顯。

（八）共享經(jīng)濟模式將成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型新方向

互聯(lián)網(wǎng)價值發(fā)現(xiàn)，資源聚合，大眾協(xié)同的特性使得以層級制、組織線性分工為特征的傳統(tǒng)的組織方式向網(wǎng)絡(luò)化、平臺化、扁平化發(fā)展。與此同時，傳統(tǒng)制造業(yè)以產(chǎn)品和生產(chǎn)為核心的商業(yè)模式已經(jīng)在向以消費者為核心，以“生產(chǎn) + 服務(wù)”為本轉(zhuǎn)變，產(chǎn)業(yè)競爭也從單一環(huán)節(jié)向產(chǎn)業(yè)的生態(tài)競爭轉(zhuǎn)變，以共享經(jīng)濟模式為代表的無工廠的制造商和微型跨國公司也正在逐步崛起。共享經(jīng)濟的出現(xiàn)，打破了個體勞動者對商業(yè)組織的依附，可以直接向最終用戶提供服務(wù)或產(chǎn)品。共享型公共服務(wù)平臺作用將越來越重要，使脫離商業(yè)組織的個體服務(wù)者有機會接觸更廣泛的需求方。

（九）“智能應(yīng)用工程師”將取代“熟練工種”

智能制造實現(xiàn)制造工藝仿真優(yōu)化、制造過程數(shù)字化控制、狀態(tài)信息實時監(jiān)測，智能制造的快速推進帶來了對人才的巨大需求。隨著數(shù)字化研發(fā)設(shè)計管理工具的普及，員工需要具備應(yīng)對智能制造的基本素質(zhì)， 計算機輔助設(shè)計/制造/模擬仿真分析/工藝過程設(shè)計（CAD/CAM/CAE/CAPP）、生產(chǎn)過程執(zhí)行管理系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源計劃（ERP）等工具的運用已經(jīng)成為員工的基本能力要求，數(shù)字化建模、精益專員、逆向造型、3D 打印、精密測量與檢驗崗位越來越重要。一些傳統(tǒng)崗位在生產(chǎn)中的作用將逐漸弱化，甚至消失，企業(yè)“熟練工種”將減少，人將更多地從事產(chǎn)品設(shè)計、工藝優(yōu)化、生產(chǎn)系統(tǒng)管理等工作。

三、中小企業(yè)實施智能制造面臨的問題

（一）成本是中小企業(yè)面臨的“最頭疼的問題”

智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。其涉及信息技術(shù)、裝備技術(shù)、人工智能等多方面的新技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用。技術(shù)解決方案提供商需要為不同行業(yè)、不同類型企業(yè)提供個性化、定制化的智能制造解決方案，導(dǎo)致很多智能制造解決方案造價昂貴，維護費用很高，高成本、高投入，使得很多中小企業(yè)對智能制造“望而卻步”。

（二）陷入新技術(shù)新產(chǎn)品如何選用的困境

西門子等一些智能制造領(lǐng)域世界知名企業(yè)在國內(nèi)建立了數(shù)字化工廠等智能制造樣板車間，為企業(yè)實施智能化改革提供參考和經(jīng)驗，正在逐步占領(lǐng)相關(guān)領(lǐng)域市場。然而，國內(nèi)相對缺少智能化、自動化的品牌，即使有也并不盡如人意，企業(yè)無法選擇國產(chǎn)供應(yīng)商的產(chǎn)品。國產(chǎn)供應(yīng)商雖然有豐富的管理經(jīng)驗，但卻缺乏可以和德國日本等發(fā)達國家相同競爭力的基礎(chǔ)自動化和智能技術(shù)。國外高成本技術(shù)、國內(nèi)技術(shù)上不成熟導(dǎo)致中小企業(yè)在技術(shù)方案選擇上陷入兩難境地。

（三）很難找到滿足于自身應(yīng)用的參考案例

成熟的中小企業(yè)智能制造解決方案參考案例是企業(yè)選擇智能制造解決方案的最直接方式。然而，通過百度搜索“智能制造解決方案”，結(jié)果顯示“百度為您找到相關(guān)結(jié)果約 1650000 個”，單單一個搜索引擎就提供出 160 多萬個關(guān)于“智能制造解決方案”的檢索結(jié)果，需要用戶進行全方位的甄選。在信息高度發(fā)達的時代，各種以智能制造解決方案為“噱頭”的銷售行為（其中有很大一部分涉及虛假信息）給中小企業(yè)甄選解決方案帶來了很大的困擾。

（四）“技術(shù)易得、人才難求”的尷尬局面尚未打破

在傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵階段，越來越多企業(yè)面臨設(shè)備易得、人才難求的尷尬局面，中小企業(yè)面臨的人才問題更為嚴峻。不少企業(yè)擔(dān)心現(xiàn)有的基礎(chǔ)措施或是人才無法配套、適應(yīng)新的生產(chǎn)流程；采用“機器換人”后，企業(yè)需要更多技術(shù)工人，特別是能夠獨立操作各種智能機器人和維修機器的高級技術(shù)人員。解決好成本控制、有效解決方案、應(yīng)用型人才等問題，從而提升中小企業(yè)實施智能化改造的動力，同時為企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展保駕護航。

四、中小企業(yè)實施低成本智能制造的思考

（一）循序漸進推動企業(yè)生產(chǎn)制造向縱向集成

中小企業(yè)可以從制造過程中某個特定階段或制造工藝的智能化，到逐步將各個制造環(huán)節(jié)的“信息孤島”互聯(lián)互通，系統(tǒng)集成，從而使數(shù)據(jù)在整個企業(yè)中得以共享。通過機器大數(shù)據(jù)的收集和人類智能的結(jié)合，推進工廠優(yōu)化，改進企業(yè)管理績效，大幅增加企業(yè)經(jīng)濟效益，提高工人操作安全性，并促進環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

（二）整體考慮智能制造方向和未來需求

智能化改造不是僅僅引進單個機器人或者智能設(shè)備，而是一項系統(tǒng)工程，要將研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)過程、管理運營等有效銜接起來，要將電子商務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)金融、智慧物流等移動互聯(lián)網(wǎng)思維融入傳統(tǒng)的管理模式，逐步提高企業(yè)整體智能化水平，最終建立完整的智能制造系統(tǒng)。

（三）借助外部力量融入“小企業(yè) + 大平臺”體系

中小企業(yè)完全依托自身實施智能化改造的能力非常有限，最好的辦法是專注自己最核心的業(yè)務(wù)能力，做好工藝細化分解 ；借助政府、第三方公共服務(wù)平臺等大網(wǎng)絡(luò)平臺幫助中小企業(yè)從資金、技術(shù)、市場、人才等方面推動企業(yè)智能化改造 ；在大平臺體系內(nèi)與更多外部力量借力，形成高效實用的智能制造體系。

（四）融入企業(yè)生態(tài)圈協(xié)同推進智能制造

一個企業(yè)創(chuàng)新能力的強弱，不僅取決于其內(nèi)生的創(chuàng)新資源，還取決于其整合社會和全球資源的能力，單打獨斗式的封閉推進智能制造創(chuàng)新已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)模式的變革需求，必須要向聯(lián)盟式的協(xié)同創(chuàng)新轉(zhuǎn)變、向平臺式的開放創(chuàng)新轉(zhuǎn)變。以全球化的視野、開放的心態(tài)，積極尋找機會參與智能化改造和智能制造協(xié)作，逐步在協(xié)同創(chuàng)新體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈中獲得自身發(fā)展所需的智能化改造、智能制造解決方案。

五、推動中小企業(yè)實施低成本智能制造的政策建議

（一）建立中小企業(yè)智能制造服務(wù)大平臺

搭建智能制造政府公共服務(wù)平臺，同時支持社會力量建立第三方服務(wù)平臺，整合和利用現(xiàn)有制造資源，建設(shè)云制造平臺和服務(wù)平臺，在線提供關(guān)鍵工業(yè)軟件及各類模型庫和制造能力外包服務(wù)，服務(wù)中小企業(yè)智能化發(fā)展。加快建設(shè)面向中小企業(yè)的云服務(wù)中心，統(tǒng)一采購成熟的信息化云服務(wù)產(chǎn)品為中小企業(yè)提供低成本的信息化、智能化技術(shù)支持。

（二）組織開展中小企業(yè)智能制造試點應(yīng)用

通過“政府 + 用戶 + 服務(wù)商”合作模式，政府予以一定比例的資金扶持、服務(wù)商拿出一定比例的利潤補貼給用戶、用戶為服務(wù)商提供樣板工程，探索建設(shè)一批可參觀可推廣的智能制造樣板車間。引導(dǎo)有基礎(chǔ)、有條件的中小企業(yè)推進生產(chǎn)線自動化改造，開展管理信息化和數(shù)字化升級試點應(yīng)用。同時，建立龍頭企業(yè)引領(lǐng)帶動中小企業(yè)推進信息化、智能化的發(fā)展機制，提升中小企業(yè)智能化水平。支持大中小企業(yè)間開放合作。鼓勵產(chǎn)業(yè)鏈上大中小企業(yè)的協(xié)作發(fā)展，支持企業(yè)間圍繞智能制造實施橫向集成合作，構(gòu)建一體化供應(yīng)鏈體系。鼓勵產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)間實施兼并重組，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)間的組織結(jié)構(gòu)。

（三）支持智能制造技術(shù)設(shè)備和制造模式的引進

引導(dǎo)和鼓勵制造企業(yè)通過資產(chǎn)聯(lián)營、兼并、收購、參股、控股等方式，快速吸收和引進國外先進的智能制造技術(shù)、智能裝備及全新制造模式，為中小企業(yè)提供低成本、高效安全的國際先進技術(shù)和設(shè)備。同時，支持第三方機構(gòu)提供分析診斷、創(chuàng)新評估等服務(wù)，鼓勵系統(tǒng)集成商、裝備供應(yīng)商、軟件供應(yīng)商等，針對中小企業(yè)實際需求，研究制定簡便易行的智能化改造方案，推廣一批成熟適用的單元裝備和先進技術(shù)。

（四）引導(dǎo)各類基金參與中小企業(yè)智能化改造

落實中小企業(yè)發(fā)展相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，創(chuàng)新中小企業(yè)技改資助模式，采用“以投資代資助”方式，引入投資基金對中小企業(yè)智能化改造提供資金支持，同時引導(dǎo)社會資本增加投入，有效解決智能化改造投入大、風(fēng)險大的問題，有效實現(xiàn)制造模式、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量等轉(zhuǎn)型升級，推動經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和資源優(yōu)化配置。

（五）切實做好中小企業(yè)智能化改造服務(wù)

通過降低中小企業(yè)稅收幅度，對其購買工業(yè)機器人、3D 打印、大數(shù)據(jù)管理技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等智能技術(shù)提供稅收減免及補助 ；加大對智能制造網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，建成區(qū)域性網(wǎng)絡(luò)空間服務(wù)平臺，為企業(yè)的資源配置提供便利 ；由政府引導(dǎo)，社會共同參與，組建低成本融資體系，解決企業(yè)貸款難問題，推動企業(yè)智能化改造建設(shè) ；通過信息化手段，暢通溝通渠道，做好技術(shù)對接工作，幫助中小企業(yè)掌握其所需要的技術(shù)，減少企業(yè)智能化改造技術(shù)方案成本。